2014 (4) 3

Development of the film-forming materials based on chitosan and carboxyl-containing polyethylene glycols: Structure and Mechanical Properties

S.M. Kobylinskiy, L.A. Goncharenko, O.F. Lebedev, V.L. Demchenko, V.I. Shtompel, S.V. Riabov, Yu.Yu. Kercha

Institute of Macromolecular Chemistry NAS of Ukraine

48, Kharkivske shose, Kyiv, 02160, Ukraine

Polym. J., 2014, 36, no. 4: 352-360.

Section: Structure and properties.

Language: Ukrainian.

Abstract:

The structure and properties of film-forming materials based on chitosan and modified polyethylene glycols having different molecular weights, formed under normal conditions and under the influence of a constant electric field were studied by IR spectroscopy, wide and small angle X-ray, thermo-mechanical and physico-mechanical methods. The interaction of polyethylene glycol ester with chitosan was also confirmed by conductometric titration and stoichiometry ratio (COOH/NH2) determined by this method being approximately equal to 1. It was found that the electric field increased micro-heterogeneity’s level of samples, but almost no effect observed on the amorphous and amorphous-crystalline structure. It has been shown that the concentration of flexible component (polyethylene glycol) equals to 70 % wt. is a threshold for the structural and mechanical parameters of the composites.

Keywords: chitosan, polyethylene glycol esters, film-forming materials, FT-IR-spectroscopy, X-ray analysis, mechanical properties.

Література

1. Muzarelli R.A.A., Natural Chelating Polymers. – Pergamon Press, Oxford: New York, 1973. – 260 P.
2. Parashar P., Ramakrishna K., Ramaprasad A. T. // J. Appl. Polym. Sci. – 2011. – Vol.120. – P.1729–1735.
3. Naveen Kumar H.M.P., Prabhakar M.N., Prasad C.V., Rao K.M., Reddy T.V.A.K., Rao K.C., Subha M.C.S. // Carb. Pol. – 2010. – Vol. 82. – P.251–255.
4. Ghazizadeh Y., Mirzadeh H., Amanpour S., Ahmadi H., Rabbani S. // Iran. Polym. J. – 2006. – 15, № 10. – P. 821–828.
5. Wang Q., Dong Z., Du Y., Kennedy J.F. // Carb. Pol. – 2007. – Vol. 69.– P. 336–343.
6. Chandy T., Mooradian D.L., Ral G.H. // J. Appl. Polym. Sci. – 1998. – 70, № 11. – P. 2143–2153.
7. Wang Q., Du Y.M., Fan L.H. // J. Appl. Polym. Sci. – 2005. – 96, № 3. – P. 808–813.
8. Jayaraju J., Keshavayya J., Rai S. K., Rama S.R. // J. Macromol. Sci. Part B: Phys. – 2008. – 47, № 2. – P. 296 –304.
9. Sakurai K., Maegawa T., Takahashi T. // Polymer. – 2000. – Vol. 41. – P. 7051–7056.
10. Jayaraju J., Keshavayya J., Rai S. K., Basavaraju K.C. // J. Macromol. Sci. Part A: Pure and Applied Chemistry. – 2008. – 45, № 4. – P. 271–275.
11. Ye Y., Dan W., Zeng R., Lin Hai, Dan Nianhua, Guan L., Mi Z. // Eur. Polym. J. – 2007. – Vol. 43. – P. 2066–2071.
12. Tіgli R.S., Gumusderelioglu M. // J. Mater. Sci: Mater. Med. – 2009. – Vol. 20. – P. 699–709.
13. Won C. Y., Chu C.C., Lee J.D. // Polymer. – 1998. – 39, № 25. – P. 6677–6681.
14. Doulabi A.H., Mirzadeh H., Imani M. // J. Appl. Polym. Sci. – 2013. – 127, № 5. – P. 3514 –3521.
15. Chen S., Liu М., Jin S., Chen Y. // Polym. Int. – 2007. – 56, №10. – P. 1305–1312.
16. de Vasconcelos C. L., Bezerril P. M., dos Santos D.E. S., Dantas T. N. C., Pereira M. R., Fonseca J. L. C. // Biomacromolecules. – 2006. – 7, № 4. – P. 1245–1252.
17. de Oliveira H. C. L., Fonseca J. L. C., Pereira M. R. // J. Biomater. Sci., Polym. Ed. – 2008. – 19, № 2. – P. 143–160.
18. Iwatsubo T., Kusumocahyo S.P., Shinbo T. // J. Appl. Polym. Sci. – 2002. – 86, № 2. – P. 265–271.
19. Hu C., Li B., Guo R., Wu H., Jiang Z. // Separation and Purification Technology. – 2007. – Vol. 55. – P.327–334.
20. Агеев Е.П., Котова С.Л., Скорикова Е.Е., Зезин А.Б. // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. – 1996. – 38, № 2. – С. 323–329.
21. Скорикова Е.Е., Калюжная Р.Н., Вихорева Г.А., Гальбрайх Л.С., Котова С.Л., Пгеев Е.П., Зезин А.П., Кабанова В.А. // Высокомолекуляр. соединения. Сер. А. – 1996. – 38, № 1. – C. 61–65.
22. Кобилінський С.М., Рябов С.В. // Вопр. химии и хим. технологии. – 2004. – № 6. – С.9–16.
23. Kratky O. Instrumentation. Experimental technique, slit collimation //Small-angle x-ray scattering / Вy ed. O. Glatter, O. Kratky. – London: Acad. Press, 1982. – P. 53–83.
24. Kratky O., Pilz I., Schmitz P.J. // J. Colloid Interface Sci. –1966. – 21, N 1. – P. 24–34.
25. Тейтельбаум Б.Я. Термомеханический анализ полимеров – М.: Наука, 1979. – 234 с.
26. Сытник О.Ю., Красноперова А.П., Суров Ю.Н., Юхно Г.Д., Лебедева Л.Т. // Вісн. Харків. нац. ун-ту. – 2005. – № 669. – Хімія. Вип. 13(36). – С. 56–60.
27. Кийко С.М., Гужва А.А., Уржунцева В.В., Ла- рин В.И. // Вісн. Харків. нац. ун-ту. – 2002. – № 549. – Хімія. Вип. 8(31). – С. 93–97.
28. Рябов С.В., Кобилiнський С.М., Штомпель В.I., Керча Ю.Ю., Бойко В.В. // Доп. НАН України. – 2010. – № 3. – С. 154–160.
29. Рябов С.В., Штомпель В.И., Кобылинский С.Н., Керча Ю.Ю., Лебедев А.Ф., Лаптий С.В. // Вопр. химии и хим. технологии. –2004. – № 2. – С. 131–136.
30. Ruland W. //J. Appl. Cryst. – 1971. – 4, N 1. – P. 70–73.
31. Perret R., Ruland W. //Kolloid Z. – Z. Polymere. – 1971. – B. 247. – S. 835–843.
32. Штомпель В.И., Керча Ю.Ю. Структура линейных полиуретанов. – Киев: Наук. думка, 2008. – 248 с.